The quantum relative entropy is a measure of the distinguishability of two quantum states, and it is a unifying concept in quantum information theory: many information measures such as entropy, conditional entropy, mutual information, and entanglement measures can be realized from it. As such, there has been broad interest in generalizing the notion to further understand its most basic properties, one of which is the data processing inequality. The quantum f-divergence of Petz is one generalization of the quantum relative entropy, and it also leads to other relative entropies, such as the Petz--Renyi relative entropies. In this contribution, I introduce the optimized quantum f-divergence as a related generalization of quantum relative entropy. I prove that it satisfies the data processing inequality, and the method of proof relies upon the operator Jensen inequality, similar to Petz's original approach. Interestingly, the sandwiched Renyi relative entropies are particular examples of the optimized f-divergence. Thus, one benefit of this approach is that there is now a single, unified approach for establishing the data processing inequality for both the Petz--Renyi and sandwiched Renyi relative entropies, for the full range of parameters for which it is known to hold.


翻译:量子相对引温是两个量子状态可辨别性的一个尺度,也是量子信息理论中的一个统一概念:许多信息措施,如酶、有条件的酶、相互的信息和纠缠等,都可以从中实现。因此,人们广泛希望推广这一概念,以进一步理解其最基本的属性,其中之一是数据处理不平等。佩茨的量子抖动是量子相对酶的概括性,它也会导致其他相对异种,例如Petz-Renyi相对的寄生虫。在这个贡献中,我引入了最佳量子调整法,作为量子相对激素的相关统化。我证明它满足了数据处理不平等,以及证据方法依赖于操作者Jensen的不平等性,类似于Petz的原有方法。有趣的是,三明治Renyi相对的吸附性是优化F-diverence的具体例子。因此,这一方法的一个好处是,现在有一个单一的、统一的量子调整法方法,用来确定对定量的浓度进行完全的定量处理。

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相对熵(relative entropy),又被称为Kullback-Leibler散度(Kullback-Leibler divergence)或信息散度(information divergence),是两个概率分布(probability distribution)间差异的非对称性度量。在在信息理论中,相对熵等价于两个概率分布的信息熵(Shannon entropy)的差值.
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